不僅網絡攻擊能威脅你的智能音箱，如今雷射照射也能做到。當一道雷射穿過窗戶，照射你屋內的智能音箱，光信號可能就被識別成你的聲音，從而讓黑客用你的帳號網絡購物、控制智能設備，甚至打開你家的車庫門。
這份研究由東京電氣通信大學副教授 Takeshi Sugawara 等研究者，於 11 月 4 日發表在網站 lightcommands.com 上。"這帶來了一種全新的漏洞"，參與研究的密西根大學副教授 Kevin Fu 表示："它是如此基本，很難知道有多少產品會受到影響。"就連麥克風上的膠帶、防塵罩都不會影響雷射照射的效果，"大多數麥克風都需要重新設計，才能解決這一問題"。
這份研究已經引起科技公司重視。Google 發言人稱，公司正在研究這份論文，以保護它們的用戶。Amazon 也與文章作者取得聯繫，進一步了解這項工作。而 Apple 和 Facebook 尚未對此公開回應。
圖 | 通過簡易設備控制 Google Home 打開車庫門（來源：lightcommands.com）
2018 年春天，研究者最早發現這種可能性，當時 Takeshi Sugawara 用高功率雷射照射 iPad 的麥克風，發現能從連接的耳機裡聽到聲音。當雷射波動頻率上升到 1000 次/秒，聽到的聲音也變得尖銳。如果研究者以特定頻率改變雷射強度，智能設備便會認為收到了特定頻率的聲音，例如人聲，從而接收指令。
在數月研究後，研究者已經能用雷射影響所有接收聲音信號的設備，包括智慧型手機、Amazon Echo、Google Homes、Apple Siri、Facebook Portal 等。
圖 | 不同設備的最小啟動雷射功率，以及在 5mW 和 60mW 功率雷射照射下的最大控制距離（來源：Light Commands: Laser-Based Audio Injection Attacks on Voice-Controllable Systems）
要實施這樣的攻擊，雷射照射並不用特別精確，甚至用光鋪滿設備表面也可以。在其中一次實驗裡，研究者在相隔 70 米的建築外，攻擊了另一棟建築玻璃窗戶裡的 Google Home。在另一次實驗裡，研究者用長焦距鏡頭聚攏雷射，從而將 5 mW 廉價雷射指示器的攻擊範圍延長到 110 米。
圖 | 通過低功率雷射橫跨建築攻擊設備（來源：Light Commands: Laser-Based Audio Injection Attacks on Voice-Controllable Systems）
真正恐怖的是，這種攻擊確實能做到"神不知鬼不覺"。儘管智能音箱會發出語音反饋，但攻擊者可以發送指令，將音量調到 0，或乾脆喚醒 Amazon Echo 的"耳語模式"等。攻擊者還能使用紅外線而非可見波段的雷射，讓用戶無法發現設備被照射。
至少在目前，論文作者承認，還不知道麥克風為何會將光辨識為聲音。但哈佛大學物理學與電子工程名譽教授 Paul Horowitz 有兩種解釋：其一，雷射脈衝可能加熱了麥克風的隔膜，並引起周圍空氣膨脹，產生壓力被誤以為聲音；其二，也許設備的組件並不完全透明，雷射穿過了麥克風直接打到電子晶片上，從而被辨識為電信號。
圖 | MEMS 麥克風結構圖，左圖為 MEMS 麥克風橫斷面，中圖為已拆包的麥克風的隔膜和 ASIC 電路，右圖為 PCB 電路板上的聲學埠（來源：Light Commands: Laser-Based Audio Injection Attacks on Voice-Controllable Systems）
所幸，這種攻擊並不總是有效。許多設備如 iPhone 和 iPad，會要求用戶在執行網購等操作前驗證指紋或刷臉，另一些智慧型手機則要求用戶用自己的聲音說出"喚醒詞"。但也有設備如 Google Home 、Amazon Echo 並不總是要求聲音授權。保護它們的最好方式，可能是不要將它們放在他人視線之內。
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參考：
https://lightcommands.com/20191104-Light-Commands.pdf
https://www.wired.com/story/lasers-hack-amazon-echo-google-home/
https://arstechnica.com/information-technology/2019/11/researchers-hack-siri-alexa-and-google-home-by-shining-lasers-at-them/